Freinage en ligne droite, bac Asie Pacifique 2022.

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Etude de la prise de risque d'un pilote de formule 1 pendant un freinage sur un circuit.
Mod�le simple.
Le syst�me se d�place � l'horizontale, en ligne droite, � grande vitesse. Il freine du point A au point B avant d'entrer dans un virage.
Le syst�me subit :
son poids.
La r�sultante des forces exerc�e par la route que l'on peut d�composer en deux forces :
RN verticale vers le haut compensant le poids.,
f force horizontale,constante,  de sens oppos� au d�placement mod�lisant l'ensemble des frottements subis par la voiture.
Le freinage commence � la date t=0 lorsque le centre de masse se trouve en A La vitesse vaut vA = 321 km / h.

1. Montrer que les coordonn�es du vecteur acc�l�ration sont ax(t) = -f / m et ay(t) = 0.
Ecrire la seconde loi de Newton :
 sur l'axe Ox : -f = max(t) ; ax(t) = -f / m.
sur l'axe vertical, les forces se compensent, donc ay(t) = 0.
On d�signe par Dv = vB-vA la variation de la vitesse entre A et B et par Dt la dur�e du mouvement entre A et B.
2. Justifier que ax(t) = Dv  / Dt .
La dur�e Dt �tant tr�s courte on peut assimiler Dt � dt et Dv � dv(t).
La vitesse passe de 321 km /h � 84 km /h pendant 1,50 s.

3. Calculer ax(t) et la comparer � la valeur 6 G mentionn�e dans le texte introductif ( 1 G = 9,81 m s-2).
4. D�terminer le volume de solution m�re ( titre massique 100 mg / L) � pr�lever pour pr�parer V = 50,0 mL de la solution n�2.
variation de la vitesse : (84 =321 ) /3,6 ~ -66 m /s.
ax(t) = -66 / 1,5 = -44 m s-2 soit environ 4,5 G.

La figure suivante indique les limites de tol�rance d'un individu tenant compte de la valeur de l'acc�l�ration ( en G) et la dur�e pendant laquelle il la subit.
4. Indiquer si le pilote prend des risques au cours du freinage.

Le pilote ne prend pas de risque.

Validit� du mod�le simplifi�.
On compare l'�volution de la vitesse pr�vue par le mod�le � celle conduite des mesures r�alis�es par des capteurs embarqu�s.
5. Dans le cadre du mod�le simplifi�, montrer que la coordonn�e vx(t) du vecteur vitesse a pour expression : vx(t) = -f /m t + vA avec vA = 89 m /s.
La vitesse est une primitive de l'acc�l�ration : vx(t) = -f / m t + Cste.
A t = 0, vx =Cste = vA = 321 / 3,6 =89 m /s.

6. Comparer l'allure de ce graphe avec l'allure pr�dite par le mod�le.
Le mod�le indique une fonction affine du temps..
L'exp�rience ne conduit pas � une fonction affine du temps.
7. Quelle hypoth�se du mod�le doit �tr remis en cause ?
Les forces de freinage ne sont pas constantes au cours du temps.



  
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